4 三個點電荷 +Q 、 -2Q 、 +3Q 排在同一直線上,相鄰兩電荷距離 d ,如圖所示。將中間的電荷 -2Q 緩慢移至無窮遠處,需作功若干?


(A) \(\frac{8\mathrm{k}Q^2}{\mathrm{d}}\)
(B) \(-\frac{8\mathrm{k}Q^2}{\mathrm{d}}\)
(C) \(\frac{6\mathrm{k}Q^2}{\mathrm{d}}\)
(D) \(-\frac{6\mathrm{k}Q^2}{\mathrm{d}}\)

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統計: A(2), B(2), C(10), D(2), E(0) #3929493

詳解 (共 1 筆)

#7508905

這題求電位能:

電位能
定義:二點電荷之間共同儲存之能量(純量)。
公式:6aaa3f56da3c3.jpg

1.先看題目要求什麼
將中間的電荷 -2Q 緩慢移至無窮遠處,需作功若干?  
因-2Q受到左邊+Q及右邊+3Q的力互相吸引
(1)−2Q 和左邊 +Q
  6aaa4064404a8.jpg

(2)−2Q 和右邊 +3Q 
6aaa435f180da.jpg

(3)把兩個電位能加起來
6aaa411b428f2.jpg

(4)計算作功
外力對電荷作的功等於電位能的變化量,公式如下:
6aaa429b4b1da.jpg
題目給出將中間的電荷 -2Q 緩慢移至無窮遠處,因此Uf為零,將電荷移到無窮遠處電位能為零,是因為我們人為規定無窮遠處的電位能(或電位)基準點為零。
計算如下:
6aaa43014925c.jpg

參考資料: 靜電學【觀念】電位能 (選修物理Ⅳ)

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